東北黑土區(qū)春玉米控釋肥施用的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)研究

東北黑土區(qū)春玉米控釋肥施用的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)研究“鄉(xiāng)村振興”戰(zhàn)略對鄉(xiāng)村生態(tài)文明建設(shè)作出了全面部署,當(dāng)前,我國發(fā)展不平衡不充分問題在鄉(xiāng)村最為明顯,表現(xiàn)在:農(nóng)村環(huán)境和生態(tài)問題比較突出,鄉(xiāng)村發(fā)展整體水平亟待提升。農(nóng)田土壤屬于農(nóng)村與區(qū)域發(fā)展的自然資源可持續(xù)利用、生態(tài)環(huán)境建設(shè)范疇,是農(nóng)業(yè)生態(tài)的重要組成部分。但是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)通過施用大量化肥、農(nóng)藥、機(jī)械動(dòng)力等作業(yè),造成了農(nóng)田土壤系統(tǒng)有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分的虧損,使農(nóng)田生產(chǎn)力下降。2016年中國環(huán)境公報(bào)也指出我國現(xiàn)有耕地總體質(zhì)量偏低,存在土壤養(yǎng)分失衡、肥效下降、環(huán)境惡化等突出的生態(tài)問題。東北地區(qū)土壤為典型黑土,當(dāng)?shù)赜牮B(yǎng)玉米單作系統(tǒng)最為普遍,約65%的耕地種植了玉米,占據(jù)全國玉米種植面積的33%和全國玉米產(chǎn)量的36%,一次性施肥在該地區(qū)非常普遍?？蒯尫首鳛樾滦头柿?對提高資源利用效率,減少氮素?fù)p失具有積極作用,目前針對控釋肥的研究多集中在作物產(chǎn)量水平及作物性狀等方面,但對其施用下生態(tài)環(huán)境效應(yīng)并不明確,土壤N₂O排放與氨揮發(fā)特征研究尚不明晰。因此,本研究以東北春玉米種植模式為例,以N₂O排放和氨揮發(fā)研究為重點(diǎn),采用靜態(tài)箱-氣相色譜法和德爾格氨管法（DTM法）研究了不同處理（對照處理（CK）,農(nóng)民常規(guī)施肥處理（施氮量為180kgN/hm²,FP）、控釋肥施氮量180kgN/hm²處理（CRF180）和控釋肥施氮量144kgN/hm²處理（CRF144））下土壤N₂O排放和氨揮發(fā)動(dòng)態(tài)變化特征及總量,探討了土壤肥力及變化,并分析了其經(jīng)濟(jì)效益和勞動(dòng)力成本,為控釋肥的推廣應(yīng)用及施用下環(huán)境效應(yīng)評價(jià)提供科學(xué)依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:（1）東北春玉米農(nóng)田土壤N₂O排放峰主要出現(xiàn)在施肥事件后,基肥施用后持續(xù)6天左右,追肥施用后持續(xù)13¹5天,基肥施用后農(nóng)民習(xí)慣施肥處理N₂O排放通量最高峰值為0.061mg·N·m^-2·h^-1,控釋肥處理N₂O排放通量最高峰值為0.086mg·N·m^-2·h^-1;追肥施用后農(nóng)民習(xí)慣施肥處理N₂O排放通量明顯升高并且大于控釋肥處理。玉米生長季內(nèi)氨揮發(fā)峰值均出現(xiàn)在施肥后（基肥和追肥）第1²天、第11¹2天左右,施基肥后氨揮發(fā)平均速率CRF180>FP>CRF144(1.00>0.93>0.92kg·hm^-2·d^-1),施用追肥后氨揮發(fā)平均速率表現(xiàn)為FP>CRF180>CRF144(2.61>2.39>2.34kg·hm^-2·d^-1)。（2）土壤溫度、土壤含水量（WFPS）及土壤無機(jī)氮含量（NO₃^--N、NH₄⁺-N）是影響N₂O排放和氨揮發(fā)的主要環(huán)境因素。春玉米生長季土壤溫度、土壤含水量與CK處理N₂O排放存在顯著性相關(guān)（P<0.05）;但由于溫度、水分、氮素等因子的交互作用掩蓋了其對施肥條件下土壤N₂O排放和氨揮發(fā)的影響,因此,4個(gè)環(huán)境因素與各個(gè)施肥處理土壤N₂O排放及氨揮發(fā)的相關(guān)性不顯著。（3）控釋肥施用能夠減少N₂O排放總量,在相同氮肥施用量的條件下,CRF180處理能減少N₂O排放總量19.21%,而CRF144處理,在減少20%氮肥施用量條件下能在保持農(nóng)作物產(chǎn)量的同時(shí),顯著減少土壤N₂O排放總量33.89%（P<0.05）;氨揮發(fā)總量則表現(xiàn)為CRF180>FP>CRF144,等氮量控釋尿素處理相對農(nóng)民習(xí)慣施肥處理雖然氨揮發(fā)總量略有增加,但不顯著（P>0.05）,在相同氮肥種類不同施氮水平下,CRF144較CRF180處理降低土壤氨揮發(fā)總量17.65%。（4）本試驗(yàn)條件下,控釋肥處理能夠保障作物產(chǎn)量,與FP處理差異不顯著（P>0.05）,CRF144較FP處理顯著提高了氮肥農(nóng)學(xué)效率13%和氮肥生產(chǎn)效率17.47%（P<0.05）;CRF144處理比農(nóng)民習(xí)慣施肥處理每公頃增加農(nóng)民收入254.6元,且在減少追肥勞動(dòng)力方面較有